[分享]如何实现Kinetis ADC自校准[转]

2020-02-11 10:16发布

原帖   地址 http://blog.chinaaet.com/detail/38979
  Kinetis内部自带的16位ADC一直是其非常大的优势和特 {MOD},毕竟目前市场上ARM MCU端的江山把16位ADC集成到片内去也只有Freescale这样做了,当然这里的16位是指其最高分辨率,其ENOB最好可以做到13.5位,但是这也让其他家MCU的12位ADC拍马也赶不上了(12位ADC,其ENOB能达到10位就已经算是很好了),在一些医疗电力等应用还是有其独特的优势的。当然,不能一概而论的想当然为其他家也肯定不能把16位ADC做到片内,我觉着各家有各家的权衡,面向的应用对象不同,精度和速度这两个永远是一个矛盾(ADI家那种高大上的高速高精度ADC除外,谁让人家舍得本钱呢,贵有贵的理由),其他家比如ST和Atmel等内部的12位ADC的采样率还是比较快的(12位模式,上1M还是松松的,Freescale的16位ADC配置成12位模式下最高为800多ksps)。

    既然Kinetis主打的是高精度,那我们当然要让这个优势发挥到淋漓尽致了,为保证片内ADC的精度和线性度,Freescale在ADC内部集成了自校准功能,这部分最近有人也问过我,我觉着还是写出来分享给大家好了。如下图为校准前(黄 {MOD}线)与理论值(蓝 {MOD}线)的比较,当然这个图只是个简单的示意图了,这个时候肯定会有人问到,他之前代码中没有校准也可以正常转换且转换出来的值与实际值也差不多,这个是为什么呢。这个不用担心,实际上可以理解为芯片出厂已经在相关寄存器被写入了一个校准值了,所以一般情况下下图中不校准和校准后的这个offset和gain差是很小的,但是如果我们不是一般情况下呢,呵呵,比如外界环境比较恶劣等条件下还是强烈建议在使用ADC模块前将ADC校准一下为好。说到这,还会有较真的人问到具体的校准原理是什么,我也只能把头摇成个拨浪鼓,俺也不知道,我只能说在校准时VREFL和VREFH这两个脚的电压肯定是需要采样做两点校准的,至于还有哪些点要采样或者中间还有哪些操作,我也懒得再往深了找了,想想头大,呵呵。
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  1. unsigned short cal_var;
  2.    
  3.   ADC0_SC2 &=  ~ADC_SC2_ADTRG_MASK ; // Enable Software Conversion Trigger for Calibration Process    - ADC0_SC2 = ADC0_SC2 | ADC_SC2_ADTRGW(0);   
  4.   ADC0_SC3 &= ( ~ADC_SC3_ADCO_MASK & ~ADC_SC3_AVGS_MASK ); // set single conversion, clear avgs bitfield for next writing
  5.   ADC0_SC30 |= ( ADC_SC3_AVGE_MASK | ADC_SC3_AVGS(AVGS_32) );  // Turn averaging ON and set at max value ( 32 )
  6.    
  7.   ADC0_SC3 |= ADC_SC3_CAL_MASK ;      // Start CAL
  8.   while ( (ADC0_SC1 & ADC_SC1_COCO_MASK ) == 0); // Wait calibration end
  9.       
  10.   if ((ADC0_SC3 & ADC_SC3_CALF_MASK) == ADC_SC3_CALF_MASK )
  11.   {  
  12.    return(1);    // Check for Calibration fail error and return
  13.   }
  14.   // Calculate plus-side calibration
  15.   cal_var = 0x00;
  16.    
  17.   cal_var =  ADC0_CLP0;
  18.   cal_var += ADC0_CLP1;
  19.   cal_var += ADC0_CLP2;
  20.   cal_var += ADC0_CLP3;
  21.   cal_var += ADC0_CLP4;
  22.   cal_var += ADC0_CLPS;
  23.   cal_var = cal_var/2;
  24.   cal_var |= 0x8000; // Set MSB
  25.   ADC0_PG0 = ADC_PG_PG(cal_var);
  26.   
  27.   // Calculate minus-side calibration
  28.   cal_var = 0x00;
  29.    cal_var =  ADC0_CLM0;
  30.   cal_var += ADC0_CLM1;
  31.   cal_var += ADC0_CLM2;
  32.   cal_var += ADC0_CLM3;
  33.   cal_var += ADC0_CLM4;
  34.   cal_var += ADC0_CLMS;
  35.   cal_var = cal_var/2;
  36.   cal_var |= 0x8000; // Set MSB
  37.   ADC0_MG = ADC_MG_MG(cal_var);
  38.    
  39.   ADC0_SC3 &= ~ADC_SC3_CAL_MASK ; /* Clear CAL bit */
复制代码

  按照如上两个步骤即可完成ADC校准,之后再正常写ADC的初始化函数即可,不过需要重点注意一下,在写ADC初始化的时候首先校准寄存器就不要再重复操作了,还有配置寄存器这部分需要特别注意,因为前面两步已经对个别配置寄存器操作了,所以用户在自己写ADC初始化操作的时候要先把要操作的寄存器清0然后再赋值,相信这样做的目的大家都懂的,否则可不一定会想你想的那样正常工作的(举个最简单的例子,因为前面我们对ADC0SC3配置了32均分功能,相应的位为全1,如果下面我们自己写初始化函数的时候想要配置成8均分时就不能或操作了,得先清0再或才是对的,不知道我解释的清楚不,呵呵)。

    好了,该说的都说了,祝大家好运,一次成功,哈哈。今天工作量大了点,一下子写了这么多,脑子有点晕沉沉的,赶紧去吃点好的补补去,呵呵,撤了,再聊,未完待续~

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15条回答
ijlc1314
1楼-- · 2020-02-11 11:56
 精彩回答 2  元偷偷看……
qs6361036
2楼-- · 2020-02-11 12:28
这个资料不错 ,ADC自校准 !
fiaanull
3楼-- · 2020-02-11 15:11
话说ST的也有adc校准功能,不过是每次使用adc前要开启一下自校准,算术半自动校准吧?
fengyunyu
4楼-- · 2020-02-11 19:06
这个也需要AD支持才行。
浪里白条
5楼-- · 2020-02-12 01:01
学习了,猜想内部肯定是有一个基准来进行校准
gnocy
6楼-- · 2020-02-12 04:42
 精彩回答 2  元偷偷看……

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